Abstract This research examines the lower edge of arable land in cultivating littoral land and its effects on spring sowing Central Ostrobothnia and in the southern areas of Northern Ostrobothnia. This doctoral thesis develops methods to raise the lower edge of arable land in low littoral land. The methods are based on contribution margin, the gross profil of yield, the relocation of dry margin and the realigning of littoral land's area descriptor. In addition, outdated littoral land profil and loss evaluation criteria are renewed. The objective of the research is to decrease environmental damages and to improve cultivation. Another objective in raising the lower edge of arable land is to enhance the forming of protective noncultivated belts. Ten lakes from the hydrologic areas of the rivers Perhonjoki, Kalajoki and Pyhäjoki were chosen for the research, one half of them were in their natural state and the other half were regulated. The research consisted of comparing the sowing dates and patch yields (moisture content 14%) of the sample parcels (104 observations) chosen from littoral land around the lakes to the corresponding figures of sample parcels selected from outside the areas influenced by water level variation. The findings are from 1985–1991 and 1996–1998. The cultivated plants were barley, oats and hay. The sample area research was completed with interviews. Furthermore, the research examined the dependence of air pore space of the soil cultivation layer on the dry margin. The research result indicate that the lower edge of arable land has to be raised, for lakes in their natural state the rise would be on average 35 ± 4 cm (67 observations) and for regulated lakes on average 39 ± 4 cm (61 observations). The minimum dry margins required by soil cultivation and sowing will be 69 ± 5 cm (67 observations) and 78 ± 5 cm (61 observations). Thus, the lowest part of the waterfront will not be cultivated anymore. The contribution margin of the field is not changed. Sowing can be done earlier and air pore space and viability increase. The condensation detriment of the soil cultivation layer, the workload needed for cultivation and the nutrient load in hydrologic areas will be decreased. Measuring and locating protective non-cultivated belts becomes easier. The state of environment is improved. The evaluation of profit and loss is modernized. / Tiivistelmä Tutkimuksessa tarkastellaan rantamaiden viljelyksessä pellon alarajaa ja sen vaikutuksia kevätkylvöihin Keski-Pohjanmaalla ja Pohjois-Pohjanmaan eteläisellä osalla. Työssä kehitetään katetuottoon, sadon bruttotuottoon, kuivavaran siirtoon ja rantamaan pinta-alan kuvaajan oikaisuun perustuvat menetelmät pellon alarajan määrittämiseksi alavilla rantamailla. Samoin pyritään nykyaikaistamaan rantamaiden hyödyn- ja vahingonarviointia. Tutkimuksen tavoitteena on vähentää viljelyn aiheuttamia ympäristöhaittoja sekä parantaa samalla itse viljelyä. Pellon alarajan määrittämisen yhteydessä on tavoitteena edistää myös suojavyöhykkeiden perustamista. Kohdejärvinä oli Perhonjoen, Kalajoen ja Pyhäjoen vesistöjen kymmenen järveä, joista puolet oli luonnontilaisia ja puolet säännösteltyjä. Järvien rantatiloilta valittujen koelohkojen (104 kpl) kylvöaikoja ja ruutusatoja (kosteuspitoisuus 14 %) verrattiin vedenkorkeuksien vaihteluista riippumattomien vertailulohkojen vastaaviin arvoihin. Havaintovuodet olivat 1985–1991 sekä 1996–1998. Viljelykasveja olivat ohra ja kaura sekä heinä. Koealuetutkimuksia täydennettiin haastatteluina. Lisäksi tarkasteltiin muokkauskerroksen ilmahuokostilan riippuvuutta kuivavarasta määritettynä järven vedenkorkeudesta. Tutkimustulosten mukaan pellon alarajaa on korotettava nykyisestään luonnontilaisilla järvillä keskimäärin 35 ± 4 cm (n = 67) ja säännöstellyillä järvillä keskimäärin 39 ± 4 cm (n = 61). Kylvön vaatimat kuivavarat määritettyinä järvien vedenkorkeuksista tulevat olemaan vastaavasti 69 ± 5 cm (n = 67) ja 78 ± 5 cm (n = 61). Tällöin rantalohkon alavimmalta osalta viljely poistuu. Pellon katetuotto ei muutu. Kylvö aikaistuu, ilmahuokostila kasvaa ja kulkukelpoisuus paranee. Muokkauskerroksen tiivistymishaitta ja viljelyn työnmenekki sekä vesistöön kohdistuva ravinnekuormitus vähenevät. Suojavyöhykkeiden mitoitus ja sijoitus helpottuvat. Ympäristön tila paranee. Hyödyn ja vahingon arviointi nykyaikaistuu.

Abstract This work presents a method for the fabrication of Li₂MoO₄ ceramics at room-temperature based on utilizing a small amount of water with Li₂MoO₄ powder. The densification of the ceramic takes place during pressing. Thus the shape and size of the final ceramic compact can easily be managed by controlling the mould dimensions and the amount of material. Post-processing at 120 °C is applied to remove residual water from the compact. This post-processing temperature can be chosen to be suitable to the other materials integrated, such as the substrate or electrodes, as long as the post-processing time is adequate to remove the residual water. The dielectric properties (relative permittivity of 5.1 and a loss tangent value of 0.00035 at 9.6 GHz) after optimization of the powder particle size, sample pressing pressure, and post-processing time were similar to those achieved for Li₂MoO₄ ceramics fabricated by sintering at 540 °C. The dielectric properties of Li₂MoO₄ ceramics were also modified using composite methods. For example, an addition of 10 volume-% of BaTiO₃ increased the relative permittivity from 6.4 to 9.7 and the loss tangent value from 0.0006 to 0.011 at 1 GHz. To investigate the thermal dependence of the permittivity, different amounts of rutile TiO₂ were incorporated into a Li₂MoO₄ ceramic matrix fabricated with the method described in this work. As the amount of TiO₂ increased from 10 to 30 volume-%, the thermal coefficient of permittivity decreased from 180 ppm/°C to -170 ppm/°C. The low processing temperature made the fabrication approach introduced here feasible for silver electrode integration without the formation of extra phases, which were observed in sintered samples with similar compositions in another study. A patch antenna was realized utilizing a Li₂MoO₄ ceramic disk fabricated by the room-temperature method. The antenna operating at ~4 GHz showed reasonably good performance. A relative humidity of 80% lowered the resonant frequency by 3.25% from the initial value, and reduced the total and radiation efficiencies of the antenna by ~2 dB. The changes were slowly reversible. Use of a silicone conformal coating reduced the shift of the resonant frequency to 1.26% from the initial value and also reduced the effect on efficiencies to ~1 dB. The use of the coating also speeded up the reversibility of the changes when the humidity was decreased. / Tiivistelmä Tässä työssä esitellään menetelmä, jolla Li₂MoO₄-keraameja voidaan valmistaa huoneenlämpötilassa. Menetelmä hyödyntää pientä määrää Li₂MoO₄-vesiliuosta ja sen kiteytymistä. Keraami tiivistyy kappaletta puristettaessa, joten sen koko ja muoto ovat sama kuin muotilla riippuen vain keraamin määrästä. Kappaleeseen jäänyt vesi poistetaan lämpökäsittelyllä yleensä 120 celsiusasteessa. Jälkikäsittelylämpötila voidaan valita muiden integroitavien materiaalien mukaan, kuten alusta- tai elektrodimateriaalin, kunhan jälkikäsittelyaikaa muokataan vastaavasti, jotta kaikki vesi poistuu. Optimoimalla Li₂MoO₄-jauheen partikkelikokoa, puristuspainetta ja jälkikäsittelyaikaa saavutettiin samankaltaiset dielektriset ominaisuudet taajuudella 9,6 GHz (suhteellinen permittiivisyys 5,1 ja häviötangentti 0,00035) kuin Li₂MoO₄-keraameilla, jotka on sintrattu 540 celsiusasteessa. Li₂MoO₄-keraamien dielektrisiä ominaisuuksia muokattiin myös lisäaineilla. Esimerkiksi 10 tilavuus-% BaTiO₃-jauhetta kasvatti suhteellista permittiivisyyttä taajuudella 1 GHz arvosta 6,4 arvoon 9,7 ja häviötangenttia arvosta 0,0006 arvoon 0,011. Myös eri määriä TiO₂-jauhetta (rutiili) lisättiin Li₂MoO₄-matriisiin permittiivisyyden lämpötilariippuvuuden tutkimiseksi. TiO₂-jauheen määrän kasvaessa 10 tilavuusprosentista 30 tilavuusprosenttiin laski permittiivisyyden lämpötilariippuvuus arvosta 180 ppm/°C arvoon -170 ppm/°C. Matalan käsittelylämpötilan ansiosta työssä esitelty valmistusmenetelmä soveltui käytettäväksi hopeaelektrodien kanssa. Aiemman tutkimuksen mukaan nämä komposiittimateriaalit muodostivat ei-toivottuja faaseja sintrattaessa hopean kanssa. Menetelmällä valmistettua Li₂MoO₄-keraamikiekkoa käytettiin mikroliuska-antennin valmistuksessa. Taajuudella 4 GHz toimivan antennin suorituskyky oli suunnitellun kaltainen. 80 prosentin suhteellinen ilmankosteus laski resonanssitaajuutta 3,25 % alkuperäisestä arvosta ja vähensi antennin kokonais- ja säteilytehokkuutta noin 2 dB. Muutokset palautuivat hitaasti. Silikonisuojalakan käyttö vähensi taajuuden laskua 1,26 prosenttiin alkuperäisestä arvosta ja tehokkuudet laskivat vain noin 1 dB. Suojalakan käyttö nopeutti muutosten palautuvuutta ilmankosteuden laskiessa.